The current voltage characteristics of ZTO/SiOC were researched, and the conductivities of the ZTO films as a channel material were analyzed. The current of SiOC was abruptly decreased near 0V, and then the depletion layer was formed by the disappearance of charges in the region form -12V to +12V. S...
The current voltage characteristics of ZTO/SiOC were researched, and the conductivities of the ZTO films as a channel material were analyzed. The current of SiOC was abruptly decreased near 0V, and then the depletion layer was formed by the disappearance of charges in the region form -12V to +12V. SiOC with Schottky contacts near ${\sim}10^{-9}$ A had the cutoff effect of leakage currents. The conductivity of ZTOs prepared on SiOC was improved in the cutoff region of the leakage current of -12V
The current voltage characteristics of ZTO/SiOC were researched, and the conductivities of the ZTO films as a channel material were analyzed. The current of SiOC was abruptly decreased near 0V, and then the depletion layer was formed by the disappearance of charges in the region form -12V to +12V. SiOC with Schottky contacts near ${\sim}10^{-9}$ A had the cutoff effect of leakage currents. The conductivity of ZTOs prepared on SiOC was improved in the cutoff region of the leakage current of -12V
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문제 정의
전기적인 특성은 I-V곡선으로 얻었으며, 미시영역에서의 접합특성을 조사하고 접합특성에 대하여 분석하였다. SiOC 박막의 쇼키접합이 누설전류발생과의 연관성에 대하여 조사하고, 트랜지스터의 특성에 어떤 영향을 미치는지를 살펴보았다.
게이트 절연박막의 절연특성이 전도성 ZTO박막에 주는 효과와 최종 전달특성과의 상관성에 대하여 연구하였다. SiOC와 ZTO 박막에서 쇼키접합 특성이 어떻게 관찰될 수 있는지 확인하고 쇼키접합의 구성요소에 대하여 연구하였다.
본 연구는 게이트 절연박막의 쇼키접합효과를 이용하여 ZTO 박막 트랜지스터를 제작하여 전압-전류의 변화를 조사하고 분석하였다. 게이트 절연박막의 절연특성이 전도성 ZTO박막에 주는 효과와 최종 전달특성과의 상관성에 대하여 연구하였다. SiOC와 ZTO 박막에서 쇼키접합 특성이 어떻게 관찰될 수 있는지 확인하고 쇼키접합의 구성요소에 대하여 연구하였다.
본 연구는 게이트 절연박막의 쇼키접합효과를 이용하여 ZTO 박막 트랜지스터를 제작하여 전압-전류의 변화를 조사하고 분석하였다. 게이트 절연박막의 절연특성이 전도성 ZTO박막에 주는 효과와 최종 전달특성과의 상관성에 대하여 연구하였다.
제안 방법
ZTO를 이용하여 박막트랜지스터를 제작하였으며, 전류전압 특성을 이용하여 쇼키접합의 형성과 원인에 대하여 조사하고 쇼키접합이 I-V 특성에 미치는 영향에 대하여 연 구하였다. 쇼키접합은 공핍층과 밀접한 관련이 있고 공핍층에 의하여 0V 전압에서 전류가 흐르지 않도록 하는 효과 가 극대화된다.
반도체 접합계면에서의 전기적인 특성을 이해하기 위해서 SiOC 박막위에 ZTO 박막을 증착하여 전압-전류 특성을 조사하였다.
SiOC/ZTO 박막의 경우 음전압영역에서 전류가급격하게 증가하고 있는 것으로부터 양의 전하들이 많다는 것을 알 수 있다. 반도체 접합특성을 조사하기 위해서 더 낮은 전류범위에서 I-V 특성을 조사하였다.
전기적인 특성을 관찰하기 위해서 MIM (Metal-SnO2- Si wafer)구조의 전극을 만들어 커패시터를 제작하였다. 전기적인 특성은 I-V곡선으로 얻었으며, 미시영역에서의 접합특성을 조사하고 접합특성에 대하여 분석하였다. SiOC 박막의 쇼키접합이 누설전류발생과의 연관성에 대하여 조사하고, 트랜지스터의 특성에 어떤 영향을 미치는지를 살펴보았다.
채널층으로ZTO은 아르곤 가스 20 sccm을 사요하고, 게이트 절연막으로 SiOC는 아르곤 16sccm을 사용하여, n-type Si 기판 위에 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하고 계면에서 공핍층의 안정성을 유지하기 위해서 열처리하였다. 전기적인 특성을 관찰하기 위해서 MIM (Metal-SnO2- Si wafer)구조의 전극을 만들어 커패시터를 제작하였다. 전기적인 특성은 I-V곡선으로 얻었으며, 미시영역에서의 접합특성을 조사하고 접합특성에 대하여 분석하였다.
채널층으로ZTO은 아르곤 가스 20 sccm을 사요하고, 게이트 절연막으로 SiOC는 아르곤 16sccm을 사용하여, n-type Si 기판 위에 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하고 계면에서 공핍층의 안정성을 유지하기 위해서 열처리하였다. 전기적인 특성을 관찰하기 위해서 MIM (Metal-SnO2- Si wafer)구조의 전극을 만들어 커패시터를 제작하였다.
성능/효과
SiOC 박막 위에 증착한 ZTO 박막에서의 전류는 급격히 증가하는 것으로부터 SiOC의 우수한 절연성과 계면특성에 의한 쇼키접합이 ZTO 박막에서의 전도성을 높여주는 것을 알 수 있다.
반도체에서 누설전류의 차단은 쇼키접합에 의하며, 따라서 반도체 계면에서 접합특성을 이해하여 쇼키접합이 이루어지도록 제작하는 것이 필요하다. ZTO 박막의 전류가 증가하는 원인은 게이트 절연박막으로 사용된 SiOC 박막의 쇼키접합에 의하여 누설전류 차단효과는 채널층인 ZTO 박막에서 전류가 증가하는 2차효과를 얻을 수 있었다. SiOC 박막의 쇼키접합에서 접합은 양의 전압과 음의 전압에서 2곳에서 만들어지는 것을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
반도체소자는 어떤 특성을 가지고 있는가?
반도체소자는 PN 접합 특성을 갖고 있으며, 접합계면에서의 전기적인 특성의 변화에 따라서 최종적인 전자소자의 효율이 결정된다.[1-2] 전자 시스템에서 반도체소자를 적용했을 때 발생하는 저항효과는 접합이론으로 해석이 되면 이러한 반도체 계면접합으로 오믹접합과 쇼키접합이 있다.
R, L, C 수동소자은 어떤 법칙을 따르는가?
[3-5] 전압이 증가하면서 전류도 선형적으로 증가하는 특성이 오믹접합이며, 비선형적으로 변할 때 쇼키 접합이라고 말한다. 일반적인 R, L, C 수동소자는 모두 오믹 법칙을 따르며, 반도체는 능동소자로 쇼키접합에 의해서 전압에 대한 전류의 특성이 비선형적으로 변하는 경우가 더 많다. 쇼키접합을 이루는 주된 원인이 바로 반도체가 PN 접합을 이루고 있기 때문이다.
도핑공정이 실리콘이 아닌 경우에서 어려운 이유는?
[6- 10] 하지만 실리콘이 아닌 경우 도핑공정이 어려워서 박막 증착공정을 이용한 반도체 제조공정에서는 쇼키접합을 중 요하게 다룬다. 대부분의 전기적인 해석이 비선형으로 이루어진 전압 전류 특성을 이해해야 하기 때문에 어려워진다. 대부분 증착으로 얻어지는 모든 박막에서 비선형적인 특성이 나타난다.
참고문헌 (12)
Teresa Oh, Korean J. Mater. Res. 25, 1149 (2015).
Z. M. Jarzebski and J. P. Marton, Journal of the electrochemical Society, 123, 199 (1976).
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Mingyu Lee and Kyu Mann Lee, Journal of the Semiconductor & Display Technology, 15, 1 (2016).
Jung wan Ko, Bo Young Jung, Teresa Oh, J. of The Korean Society of Semiconductor & Display Technology, 14, 20 (2015).
Jin-Young Lee, Su-Yeon Kim, Da-Hye Jeong, Dong-Kyun Shin, Su-Ho Yoo, Hwa-Il Seo and Jong-Woon Park, Journal of the Semiconductor & Display Technology, 14, 51 (2015).
J. Maserjian, J. Vac. Sci. Technol. 11, 996 (1974).
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